學習嵌入式，我們到底該學些什麼？

嵌入式越來越複雜，一個SOC芯片上集成的模塊越來越多。以手機爲例，典型的嵌入式產品，我們看看上面集成了多少模塊：觸摸屏、LCD、USB、WiFi、4G等無線通信、音視頻編解碼IP、DDR、存儲控制器、3D/2D加速、GPS、指紋識別、NFC、DMA、G-sensor各種傳感器.......。可以說，現在一個手機的複雜度和硬件配置，已經超過我們的桌面PC了。除了不斷增加的硬件，軟件方面，比如Linux內核，光內核代碼就有1000多萬行，每天更新的速度超過你學習的進度，你能學得完嵌入式的所有知識和技能嗎？工業主板

早期PC時代，我們知道能做出X86 CPU量產的也沒有幾家，Intel、AMD和威盛。但是嵌入式時代不一樣了，ARM的IP授權模式導致不同的芯片廠商百家齊放，不同的SOC平臺和開發板眼花繚亂，針對不同行業需求定製的SOC平臺雨後春筍：手機芯片、平板芯片、視頻安防、物聯網、汽車電子、工業控制，甚至人工智能AI芯片....，你到Linux內核的ARCH下面可以看看有多少種CPU架構，再到arch/arm下面看看有多少種開發平臺，這還只是加入到內核mainline的平臺，算上沒有加入Linux內核主線的各種平臺，其實數量更多。

衆多的芯片架構、不同的開發板平臺，我們該如何去學習？

嵌入式和PC的概念也越來越模糊了，Intel已經推出X86架構的CPU和嵌入式產品了，比如平板。ARM也開始進軍服務器和筆記本領域了。無論什麼CPU架構，ARM、X86、MIPS、PowerPC，還有最近火熱的物聯網芯片，無論是做嵌入式產品，還是PC、服務器，他們的底層本質其實都沒有變，都是計算機原理和系統架構，都是馮諾依曼的計算機架構，圖靈原型機的各種實現。

不斷複雜的軟硬件系統，對嵌入式工程師或者學習者來說是一個挑戰。這對我們本身的知識和技能有一個更新的要求。早期51單片機時代，我們可以自己使用麪包板或者自己畫PCB，做一個開發板，然後在上面開發軟件。軟件、硬件自己全搞。現在不斷複雜的SOC平臺，再想一個人全搞，軟硬通吃，基本不可能，這也導致我們需要分工協作來完成。首先軟硬件的分工，各司其職，各自精通自己的領域，然後進行軟硬件整合，協作開發。再次，軟件方面，嵌入式軟件也越來越複雜，Linux內核1000多萬行，android源碼下載下來就佔幾個G的空間，自己想全搞，同樣不可能，同樣需要進行分工。比如android，需要分爲BSP工程師、Linux內核工程師、驅動工程師、android中間層開發工程師、APP開發工程師。對於一個Linux內核，也需要分工，各個模塊同樣進行分工：Linux內核的USB子系統、音頻子系統、視頻編解碼、文件系統......把其中一個模塊你搞精通了，工資絕對不是問題。

對於嵌入式學習者來說，我們該學習什麼，或者說如何學習？才能提高自己的職場競爭力，或者說對於一個新手來說，如何通過自學，達到公司的用人標準和技術要求，找到一份自己想要的工作？

首先，你要學會做減法，從現實出發，要有這樣一個意識：我不可能精通所有的嵌入式技術，學會堅持，制定合理現實的小目標。很多人喜歡那種不切實際的廣告轟炸營銷，擊中你心理上的某個軟肋，某個G點，一下子興奮起來。越熬越濃的心靈雞湯，並不能解決我們吃飯的生存現實問題。很多人，包括我，在學習的時候，都喜歡給自己樹立各種路線、計劃、日程表。制定計劃時激情滿滿，熱情高漲，激動得睡不着覺。計劃宏偉而飽滿，彷彿成功就在眼前。但是往往不切實際，往往在早期，遇到各種困難，各種坑，各種拖延導致沒有堅持下來，最後夭折。然後接着制定下一個宏偉的計劃，繼續夭折，生活周而復始，day after day。觀察我們生活周圍，真正做出成績的都是那些基於現實出發，能一路堅持下來的人，day by day。有時候你會發現，並不覺得他們有多聰明。

其次，保持自己的興趣，說白了就是爲了堅持下去。見過很多人想學習嵌入式，花了很多米買一塊開發板，激情滿滿，過一段是過去再看，已經不折騰了。嵌入式開發難，難在哪裏呢？主要在於開發環境的搭建，軟件調試上，不像在Windows上使用VC開發程序，集成開發環境都幫你弄好了，各種斷點、單步、查看堆棧、寄存器、內存窗口。而嵌入式不一樣，硬件環境搭建會遇到各種各樣的問題，各種電腦的兼容問題，各種莫名其妙的問題，有時候着實讓人抓狂，時間久了，慢慢地學習的激情殆盡，也就不想學習了。這還不算什麼，更嚴重的是，很多人學習嵌入式遇到挫折，往往會打擊人的自信，覺得自己能力不行，智商不夠，不適合幹這行，在心理留下了陰影。對於個人學習者來說，買了開發板，你不買配套的萬用表、示波器等調試設備，遇到硬件問題也是一籌莫展，無法解決。其實我們可以完全使用其它的平臺去開展我們的研究和學習，比如QEMU，一款可以仿真開發板的開源軟件，使用這款開源軟件，我們可以在電腦上虛擬一個世面上流行的開發板，然後再在這個仿真的開發板上跑u-boot、Linux內核、掛載根文件系統，使用和開發板一樣的源碼，運行效果和真實的開發板是一樣的。而且，使用QEMU的好處就是，「硬件」永遠不會出問題，可以讓我們避過硬件的各種坑，騰出更多的精力去研究嵌入式軟件的各種架構、編程技能、內核驅動....，這些纔是嵌入式工程師的核心競爭力，需要花大量的時間不斷地去積累，去磨合，去提高的。把大量的時間耗在一個本該不屬於學習範疇的硬件bug上或者硬件環境不兼容上，不划算，因爲你以後進公司後，遇到同樣的問題，找硬件工程師，半分鐘幫你搞定。所以說，選擇一個理想的嵌入式學習平臺，尤其對於初學者來說，很重要。

最後，要保持學習的深度，刻意練習。不要讓自己永遠待在學習的舒適區，要學會挑戰自己，不斷去擴展自己知識的邊界，完善自己的知識體系和技能。很多人買了開飯，按照教程，「移植」了u-boot，Linux內核，製作了根文件系統，然後就陷入了迷茫：接着要幹什麼？要學習什麼？想學習又感覺深入不下去，東一耙子，西一耙子，看看這，看看那，時間不知不覺就過去了。其實，學習嵌入式，基本的嵌入式知識和理論學習還是必要的，很多人推崇邊做邊學，到項目中學習，實踐出真知。當然這也是一個方法，但是也有弊端，那就是學習的不繫統，很多有心人到後來還是得回來補課，完善自己的知識體系和技能。很多人玩開發板，燒寫鏡像，玩得賊溜，但是你知道這裏面的原理嗎？知道JTAG怎麼下載的嗎？Jlink和JTAG有什麼區別？爲什麼PC上要裝個JTAG軟件而Jlink不用？程序的編譯和鏈接是怎麼樣的？爲什麼內核鏡像要下載內存的某個地址？換個地址行不行？爲什麼我們編寫的程序要在有OS的環境下運行，在ARM開發板裸機環境下，你能寫一個跑起來的程序嗎？只有對這些問題深入思考，你纔會對嵌入式有一個更深的認識，超越了平臺，一通百通。